集约化玉米磷肥调控措施对菌根真菌时空分布及功能发挥的影响

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AM真菌作为农业生产上具有十分重要应用价值的微生物菌群,在粮食增产、提质方面发挥了重要作用。但是随着磷肥施用量的增加,AM真菌对作物生长的积极效应逐渐下降甚至产生负效应。为了明确不同施磷方式下,不同时空分布的AM真菌对作物生长的影响,我们于2009年5月至2010年9月完成了两个田间试验和一个室内盆栽试验。获得结果如下:1.集约耕作条件下,不同施磷方式对菌丝的调控能力大于对根系的调控能力。以往认为表层土壤中菌根真菌对植物的作用最大,但是本实验的结果表明20-60cm土层中依然存在着大量的菌丝。深层菌丝对速效磷、速效有机磷的吸收量占菌丝途径总吸收量的比例高达50%和73.13%。2.集约耕作条件下中后期接种菌根真菌显著提高了66%施磷处理的产量,但却降低了正常施磷肥处理的产量。随着施磷量的增加,接种剂侵染到植物根系的效果减弱,甚至产生负效应,其原因可能与土壤磷有效性的增加抑制了菌根真菌对植物根系的侵染有关。施磷量相同的情况下,磷肥条施可以有效避免人为接种菌剂所造成的菌根负效应。3.在无菌根侵染条件下,磷高效和磷低效基因型玉米地上部磷浓度随施磷量增加所表现出的趋势存在差异,但是在有菌根侵染条件下两种基因型玉米随施磷量的增加,地上部磷浓度表现出相同的增长趋势。菌根真菌的存在缩小了磷高效基因型和磷低效基因型本身在地上部吸磷效率上的差距。4.不同磷效率基因型玉米在不同磷水平下的菌根响应度存在显著差异,磷高效基因型在较高磷投入条件下相对磷低效基因型玉米有更高的菌根依赖性,说明181是很好的育种材料,更适应目前集农业模式下对磷高效和高菌根依赖性的要求。但是由于不同基因型玉米在不同磷水平下的菌根效应存在差异,在未来的育种工作中应该将菌根依赖性和菌根效应作为重要的考虑因素。通过以上结果,本论文主要研究的结论是:AM真菌在集约化农田的土壤20-60cm深度有着大量的分布,并作物的吸磷效应起到了积极的作用。中后期接种菌根真菌可以显著提高66%施磷处理的产量,降低正常用量撒施磷肥处理的产量,磷肥条施可以有效避免菌根的负效应。磷高效基因型玉米181的菌根依赖性更适应当前集约化生产的农田生态系统。
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